DE102009009277B4 - Organic electronic device, process for its production and use of compounds - Google Patents
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Abstract
Organische elektronische Vorrichtung, enthaltend Kathode, Anode und mindestens eine organische Schicht, welche zwischen Kathode und Anode angeordnet ist und welche mindestens eine Verbindung gemäß Formel (3), Formel (4), Formel (5) oder Formel (6) enthält,
Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Einfachbindung oder eine bivalente Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus B(R1), C(R1)2, NR1, O, S, C(=O), C(=C(R1)2, S(=O), S(=O)2, P(=O)(R1)2, oder einem bivalenten aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 18 aromatischen Ringatomen, welches mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann;
R ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, D, F, Cl, Br, I, CHO, N(R1)2, N(Ar)2, C(=O)Ar, P(=O)(Ar)2, S(=O)Ar, S(=O)2Ar, CR1=CR1Ar, CN, NO2, Si(R1)3, B(OR1)2, B(R1)2, B(Ar)2, B(N(R1)2)2, OSO2R1, eine geradkettige Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine geradkettige Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch R1C=CR1, C=C , Si(R1)2, Ge(R1)2, Sn(R1)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR1, P(=O)(R1), SO, SO2, NR1, O, S oder CONR1 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die jeweils durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme;
R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, Cl, Br, I, CHO, N(R2)2, N(Ar)2, C(=O)Ar, P(=O)(Ar)2, S(=O)Ar, S(=O)2Ar, CR2=CR2Ar, CN, NO2, Si(R2)3, B(OR2)2, B(R2)2, B(N(R2)2)2, OSO2R2, eine geradkettige Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine geradkettige Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch R2C=CR2, C≡C , Si(R2)2, Ge(R2)2, Sn(R2)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR2, P(=O)(R2), SO, SO2, NR2, O, S oder CONR2 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme;
Ar ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren nicht-aromatischen Resten R1 substituiert sein kann; dabei können auch zwei Reste Ar, welche an dasselbe Stickstoff- oder Phosphoratom binden, durch eine Einfachbindung oder eine Brücke, ausgewählt aus B(R2), C(R2)2, Si(R2)2, C=O, C=NR2, C=C(R2)2, O, S, S=O, SO2, N(R2), P(R2) und P(=O)R2, miteinander verknüpft sein;
R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch H-Atome durch F ersetzt sein können;
n ist 0, 1, 2, 3, 4, 5 oder 6;
m ist 1, 2 oder 3, und wobei die organische elektronische Vorrichtung eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung (OLED) oder eine lichtemittierende elektrochemische Zelle (LEC) darstellt.Organic electronic device containing cathode, anode and at least one organic layer which is arranged between cathode and anode and which contains at least one compound according to formula (3), formula (4), formula (5) or formula (6),
In each occurrence, Y is, identically or differently, a single bond or a divalent group selected from the group consisting of B(R 1 ), C(R 1 ) 2 , NR 1 , O, S, C(=O), C(= C(R 1 ) 2 , S(=O), S(=O) 2 , P(=O)(R 1 ) 2 , or a divalent aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 18 aromatic ring atoms, which with one or more R 1 may be substituted;
R is the same or different in each occurrence, D, F, Cl, Br, I, CHO, N(R 1 ) 2 , N(Ar) 2 , C(=O)Ar, P(=O)(Ar) 2 , S(=O)Ar, S(=O) 2 Ar, CR 1 =CR 1 Ar, CN, NO 2 , Si(R 1 ) 3 , B(OR 1 ) 2 , B(R 1 ) 2 , B (Ar) 2 , B(N(R 1 ) 2 ) 2 , OSO 2 R 1 , a straight-chain alkyl, alkoxy or thioalkoxy group with 1 to 40 C atoms or a straight-chain alkenyl or alkynyl group with 2 to 40 C- Atoms or a branched or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy or thioalkoxy group with 3 to 40 carbon atoms, which can each be substituted with one or more radicals R 1 , one or more non-adjacent CH 2 groups by R 1 C=CR 1 , C=C , Si(R 1 ) 2 , Ge(R 1 ) 2 , Sn(R 1 ) 2 , C=O, C=S, C=Se, C=NR 1 , P(=O)(R 1 ), SO, SO 2 , NR 1 , O, S or CONR 1 can be replaced and one or more H atoms can be replaced by D, F, Cl, Br, I, CN or NO 2 can be replaced, or one aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 60 aromatic ring atoms, each of which can be substituted by one or more R 1 radicals, or an aryloxy or heteroaryloxy group with 5 to 60 aromatic ring atoms, each of which can be substituted by one or more R 1 radicals, or a combination of these systems;
R 1 is the same or different in each occurrence as H, D, F, Cl, Br, I, CHO, N(R 2 ) 2 , N(Ar) 2 , C(=O)Ar, P(=O)(Ar ) 2 , S(=O)Ar, S(=O) 2 Ar, CR 2 =CR 2 Ar, CN, NO 2 , Si(R 2 ) 3 , B(OR 2 ) 2 , B(R 2 ) 2 , B(N(R 2 ) 2 ) 2 , OSO 2 R 2 , a straight-chain alkyl, alkoxy or thioalkoxy group with 1 to 40 carbon atoms or a straight-chain alkenyl or alkynyl group with 2 to 40 carbon atoms or a branched one or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy or thioalkoxy group with 3 to 40 C atoms, each of which can be substituted with one or more R 2 radicals, where one or more non-adjacent CH 2 groups are replaced by R 2 C =CR 2, C≡C , Si(R 2 ) 2 , Ge(R 2 ) 2 , Sn(R 2 )2, C=O, C=S, C=Se, C=NR 2 , P(=O )(R 2 ), SO, SO 2 , NR 2 , O, S or CONR 2 can be replaced and one or more H atoms can be replaced by D, F, Cl, Br, I, CN or NO 2 , or an aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 60 aromatic ring atoms, each of which may be substituted by one or more R 2 radicals, or an aryloxy or heteroaryloxy group with 5 to 60 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more R 2 radicals , or a combination of these systems;
In each occurrence, Ar is, identically or differently, an aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 30 aromatic ring atoms, which may be substituted with one or more non-aromatic radicals R 1 ; Two Ar residues, which bind to the same nitrogen or phosphorus atom, can also be formed through a single bond or a bridge, selected from B(R 2 ), C(R 2 ) 2 , Si(R 2 ) 2 , C=O, C =NR 2 , C=C(R 2 ) 2 , O, S, S=O, SO 2 , N(R 2 ), P(R 2 ) and P(=O)R 2 , be linked together;
In each occurrence, R 2 is identical or different H, D or an aliphatic, aromatic and/or heteroaromatic hydrocarbon radical with 1 to 20 carbon atoms, in which H atoms can also be replaced by F;
n is 0, 1, 2, 3, 4, 5 or 6;
m is 1, 2 or 3, and wherein the organic electronic device is an organic electroluminescence device (OLED) or a light-emitting electrochemical cell (LEC).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft organische elektronische Vorrichtungen, insbesondere organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, welche aromatische Stickstoffheterocyclen enthalten.The present invention relates to organic electronic devices, in particular organic electroluminescent devices, which contain aromatic nitrogen heterocycles.
Der Aufbau organischer Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs), in denen organische Halbleiter als funktionelle Materialien eingesetzt werden, ist beispielsweise in
Insbesondere bei den Ladungsinjektions- und -transportmaterialien sind noch Verbesserungen wünschenswert, da gerade auch die Eigenschaften der Ladungstransportmaterialien einen wesentlichen Einfluss auf die oben genannten Eigenschaften der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung ausüben. Insbesondere besteht Verbesserungsbedarf bei Elektronentransportmaterialien und Lochinjektions- bzw. Lochtransportmaterialien, welche gleichzeitig zu guter Effizienz, hoher Lebensdauer und geringer Betriebsspannung führen. Gerade auch die Eigenschaften dieser Materialien sind häufig limitierend für die Lebensdauer, die Effizienz und die Betriebsspannung der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung.Improvements are particularly desirable in the charge injection and transport materials, since the properties of the charge transport materials also have a significant influence on the above-mentioned properties of the organic electroluminescent device. In particular, there is a need for improvement in electron transport materials and hole injection or hole transport materials, which at the same time lead to good efficiency, long service life and low operating voltage. The properties of these materials in particular often limit the service life, efficiency and operating voltage of the organic electroluminescent device.
AlQ3 wird bereits seit langem als Elektronentransportmaterial verwendet (z. B.
Als Lochinjektions- bzw. Lochtransportmaterialien in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik werden außer verschiedenen Triarylaminderivaten bzw. Carbazolderivaten insbesondere auch Hexaazatriphenylenderivate, vor allem solche, die mit Cyanogruppen substituiert sind, verwendet (z. B.
Es besteht also weiterhin Bedarf an Elektronentransportmaterialien und Lochinjektions- bzw. Lochtransportmaterialien, die in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen zu guten Effizienzen und gleichzeitig zu hohen Lebensdauern führen. Es wurde nun überraschend gefunden, dass organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, die bestimmte - im Folgenden aufgeführte - Stickstoffheteroaromaten als Elektronentransportmaterialien oder als Lochinjektions- bzw. Lochtransportmaterialien enthalten, deutliche Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik aufweisen. Mit diesen Materialien ist es möglich, gleichzeitig hohe Effizienzen und lange Lebensdauern zu erhalten.There is therefore still a need for electron transport materials and hole injection or hole transport materials that lead to good efficiencies and at the same time long service lives in organic electroluminescent devices. It has now surprisingly been found that organic electroluminescent devices which contain certain nitrogen heteroaromatics - listed below - as electron transport materials or as hole injection or hole transport materials, have significant improvements compared to the prior art. With these materials it is possible to achieve high efficiencies and long service lives at the same time.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine organische elektronische Vorrichtung, enthaltend Kathode, Anode und mindestens eine organische Schicht, welche zwischen Kathode und Anode angeordnet ist und welche mindestens eine Verbindung gemäß Formel (3), Formel (4), Formel (5) oder Formel (6) enthält,
- Y ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Einfachbindung oder eine bivalente Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus B(R1)2, C(R1)2, NR1, O, S, C(=O), C(=C(R1)2, S(=O), S(=O)2, P(=O)(R1)2, oder einem bivalenten aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 18 aromatischen Ringatomen, welches mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann;
- R ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden D, F, Cl, Br, I, CHO, N(R1)2, N(Ar)2, C(=O)Ar, P(=O)(Ar)2, S(=O)Ar, S(=O)2Ar, CR1=CR1Ar, CN, NO2, Si(R1)3, B(OR1)2, B(R1)2, B(Ar)2, B(N(R1)2)2, OSO2R1, eine geradkettige Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine geradkettige Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch R1C=CR1, C=C, Si(R1)2, Ge(R1)2, Sn(R1)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR1, P(=O)(R1), SO, SO2, NR1, O, S oder CONR1 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die jeweils durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme;
- R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D, F, Cl, Br, I, CHO, N(R2)2, N(Ar)2, C(=O)Ar, P(=O)(Ar)2, S(=O)Ar, S(=O)2Ar, CR2=CR2Ar, CN, NO2, Si(R2)3, B(OR2)2, B(R2)2, B(N(R2)2)2, OSO2R2, eine geradkettige Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 1 bis 40 C-Atomen oder eine geradkettige Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppe mit 3 bis 40 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R2 substituiert sein kann, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch R2C=CR2, C=C, Si(R2)2, Ge(R2)2, Sn(R2)2, C=O, C=S, C=Se, C=NR2, P(=O)(R2), SO, SO2, NR2, O, S oder CONR2 ersetzt sein können und wobei ein oder mehrere H-Atome durch D, F, Cl, Br, I, CN oder NO2 ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Aryloxy- oder Heteroaryloxygruppe mit 5 bis 60 aromatischen Ringatomen, die durch einen oder mehrere Reste R2 substituiert sein kann, oder eine Kombination dieser Systeme;
- Ar ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, das mit einem oder mehreren nicht-aromatischen Resten R1 substituiert sein kann; dabei können auch zwei Reste Ar, welche an dasselbe Stickstoff- oder Phosphoratom binden, durch eine Einfachbindung oder eine Brücke, ausgewählt aus B(R2), C(R2)2, Si(R2)2, C=O, C=NR2, C=C(R2)2, O, S, S=O, SO2, N(R2), P(R2) und P(=O)R2, miteinander verknüpft sein;
- R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden H, D oder ein aliphatischer, aromatischer und/oder heteroaromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, in dem auch H-Atome durch F ersetzt sein können;
- n ist 0, 1, 2, 3, 4, 5 oder 6;
- m ist 0, 1, 2 oder 3, und wobei
- In each occurrence, Y is, identically or differently, a single bond or a divalent group selected from the group consisting of B(R 1 ) 2 , C(R 1 ) 2 , NR 1 , O, S, C(=O), C( =C(R 1 ) 2 , S(=O), S(=O) 2 , P(=O)(R 1 ) 2 , or a divalent aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 18 aromatic ring atoms, which with one or several radicals R 1 can be substituted;
- R is the same or different in each occurrence D, F, Cl, Br, I, CHO, N(R 1 ) 2 , N(Ar) 2 , C(=O)Ar, P(=O)(Ar) 2 , S(=O)Ar, S(=O) 2 Ar, CR 1 =CR 1 Ar, CN, NO 2 , Si(R 1 ) 3 , B(OR 1 ) 2 , B(R 1 ) 2 , B( Ar) 2 , B(N(R 1 ) 2 ) 2 , OSO 2 R 1 , a straight-chain alkyl, alkoxy or thioalkoxy group with 1 to 40 carbon atoms or a straight-chain alkenyl or alkynyl group with 2 to 40 carbon atoms or a branched or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy or thioalkoxy group with 3 to 40 carbon atoms, each of which can be substituted with one or more R 1 radicals, one or more non-adjacent CH 2 groups being represented by R 1 C=CR 1 , C=C, Si(R 1 ) 2 , Ge(R 1 ) 2 , Sn(R 1 ) 2 , C=O, C=S, C=Se, C=NR 1 , P (=O)(R 1 ), SO, SO 2 , NR 1 , O, S or CONR 1 can be replaced and where one or more H atoms are replaced by D, F, Cl, Br, I, CN or NO 2 can be, or an aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 60 aromatic ring atoms, each of which can be substituted by one or more R 1 radicals, or an aryloxy or heteroaryloxy group with 5 to 60 aromatic ring atoms, each of which can be substituted by one or more R radicals 1 may be substituted, or a combination of these systems;
- R 1 is the same or different in each occurrence as H, D, F, Cl, Br, I, CHO, N(R 2 ) 2 , N(Ar) 2 , C(=O)Ar, P(=O)(Ar ) 2 , S(=O)Ar, S(=O) 2 Ar, CR 2 =CR 2 Ar, CN, NO 2 , Si(R 2 ) 3 , B(OR 2 ) 2 , B(R 2 ) 2 , B(N(R 2 ) 2 ) 2 , OSO 2 R 2 , a straight-chain alkyl, alkoxy or thioalkoxy group with 1 to 40 carbon atoms or a straight-chain alkenyl or alkynyl group with 2 to 40 carbon atoms or a branched one or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy or thioalkoxy group with 3 to 40 C atoms, each of which can be substituted with one or more R 2 radicals, where one or more non-adjacent CH 2 groups are replaced by R 2 C =CR 2 , C=C, Si(R 2 ) 2 , Ge(R 2 ) 2 , Sn(R 2 ) 2 , C=O, C=S, C=Se, C=NR 2 , P(=O )(R 2 ), SO, SO 2 , NR 2 , O, S or CONR 2 can be replaced and one or more H atoms can be replaced by D, F, Cl, Br, I, CN or NO 2 , or an aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 60 aromatic ring atoms, each of which may be substituted by one or more R 2 radicals, or an aryloxy or heteroaryloxy group with 5 to 60 aromatic ring atoms, which may be substituted by one or more R 2 radicals , or a combination of these systems;
- In each occurrence, Ar is, identically or differently, an aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 30 aromatic ring atoms, which may be substituted with one or more non-aromatic radicals R 1 ; Two Ar residues, which bind to the same nitrogen or phosphorus atom, can also be formed through a single bond or a bridge, selected from B(R 2 ), C(R 2 ) 2 , Si(R 2 ) 2 , C=O, C =NR 2 , C=C(R 2 ) 2 , O, S, S=O, SO 2 , N(R 2 ), P(R 2 ) and P(=O)R 2 , be linked together;
- In each occurrence, R 2 is identical or different H, D or an aliphatic, aromatic and/or heteroaromatic hydrocarbon radical with 1 to 20 carbon atoms, in which H atoms can also be replaced by F;
- n is 0, 1, 2, 3, 4, 5 or 6;
- m is 0, 1, 2 or 3, and where
Unter einer organischen elektronischen Vorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung verstanden, welche Anode und Kathode und mindestens eine zwischen Anode und Kathode angeordnete Schicht enthält, wobei diese Schicht mindestens eine organische oder metallorganische Verbindung enthält. Es ist jedoch nicht notwendig, dass die Vorrichtung nur organische Schichten enthält. So können auch eine oder mehrere Schichten vorhanden sein, welche anorganische Materialien enthalten oder vollständig aus anorganischen Materialien bestehen. Ebenso können Anode und Kathode aus rein anorganischen Materialien bestehen oder solche enthalten.For the purposes of the present invention, an organic electronic device is understood to mean a device which contains anode and cathode and at least one layer arranged between the anode and cathode, this layer containing at least one organic or organometallic compound. However, it is not necessary that the device contains only organic layers. One or more layers can also be present which contain inorganic materials or consist entirely of inorganic materials. Likewise, the anode and cathode can consist of or contain purely inorganic materials.
Die organische elektronische Vorrichtung ist insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs) oder lichtemittierenden elektrochemischen Zellen (LECs), insbesondere aber organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs). Hierin offenbart, aber nicht anspruchsgemäß ist ein organische elektronische Vorrichtung ausgewählt aus organischen Laserdioden (O-Laser) und „organic plasmon emitting device, organischen integrierten Schaltungen (O-ICs), organischen Feld-Effekt-Transistoren (O-FETs), organischen Dünnfilmtransistoren (O-TFTs), organischen lichtemittierenden Transistoren (O-LETs), organischen Solarzellen (O-SCs), organischen optischen Detektoren, organischen Photorezeptoren, organischen Feld-Quench-Devices (O-FQDs),“ (D. M. Koller et al., Nature Photonics 2008, 1-4).The organic electronic device is in particular selected from the group consisting of organic electroluminescence devices (OLEDs) or light-emitting electrochemical cells (LECs), but in particular organic electroluminescence devices (OLEDs). Disclosed herein, but not claimed, is an organic electronic device selected from organic laser diodes (O-lasers) and organic plasmon emitting devices, organic integrated circuits (O-ICs), organic field effect transistors (O-FETs), organic thin film transistors (O-TFTs), organic light-emitting transistors (O-LETs), organic solar cells (O-SCs), organic optical detectors, organic photoreceptors, organic field quench devices (O-FQDs)" (D. M. Koller et al., Nature Photonics 2008, 1-4).
Eine Arylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 60 C-Atome; eine Heteroarylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 2 bis 60 C-Atome und mindestens 1 Heteroatom, mit der Maßgabe, dass die Summe aus C-Atomen und Heteroatomen mindestens 5 ergibt. Die Heteroatome sind bevorzugt ausgewählt aus N, O und/oder S. Dabei wird unter einer Arylgruppe bzw. Heteroarylgruppe entweder ein einfacher aromatischer Cyclus, also Benzol, bzw. ein einfacher heteroaromatischer Cyclus, beispielsweise Pyridin, Pyrimidin, Thiophen, etc., oder eine kondensierte Aryl- oder Heteroarylgruppe, beispielsweise Naphthalin, Anthracen, Pyren, Chinolin, Isochinolin, etc., verstanden.An aryl group in the sense of this invention contains 6 to 60 carbon atoms; For the purposes of this invention, a heteroaryl group contains 2 to 60 carbon atoms and at least 1 heteroatom, with the proviso that the sum of carbon atoms and heteroatoms is at least 5. The heteroatoms are preferably selected from N, O and/or S. An aryl group or heteroaryl group is either a simple aromatic cycle, i.e. benzene, or a simple heteroaromatic cycle, for example pyridine, pyrimidine, thiophene, etc., or a fused aryl or heteroaryl group, for example naphthalene, anthracene, pyrene, quinoline, isoquinoline, etc., understood.
Ein aromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 60 C-Atome im Ringsystem. Ein heteroaromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 2 bis 60 C-Atome und mindestens ein Heteroatom im Ringsystem, mit der Maßgabe, dass die Summe aus C-Atomen und Heteroatomen mindestens 5 ergibt. Die Heteroatome sind bevorzugt ausgewählt aus N, O und/oder S. Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem im Sinne dieser Erfindung soll ein System verstanden werden, das nicht notwendigerweise nur Aryl- oder Heteroarylgruppen enthält, sondern in dem auch mehrere Aryl- oder Heteroarylgruppen durch eine kurze, nicht-aromatische Einheit (bevorzugt weniger als 10 % der von H verschiedenen Atome), wie z. B. ein sp3-hybridisiertes C-, N- oder O-Atom, unterbrochen sein können. So sollen beispielsweise auch Systeme wie 9,9'-Spirobifluoren, 9,9-Diarylfluoren, Triarylamin, Diarylether, Stilben, Benzophenon, etc. als aromatische Ringsysteme im Sinne dieser Erfindung verstanden werden. Ebenso werden unter einem aromatischen bzw. heteroaromatischen Ringsystem Systeme verstanden, in denen mehrere Aryl- bzw. Heteroarylgruppen durch Einfachbindungen miteinander verknüpft sind, beispielsweise Biphenyl, Terphenyl oder Bipyridin.An aromatic ring system in the sense of this invention contains 6 to 60 carbon atoms in the ring system. A heteroaromatic ring system in the sense of this invention contains 2 to 60 carbon atoms and at least one heteroatom in the ring system, with the proviso that the sum of carbon atoms and heteroatoms is at least 5. The heteroatoms are preferably selected from N, O and/or S. An aromatic or heteroaromatic ring system in the context of this invention is to be understood as meaning a system which does not necessarily only contain aryl or heteroaryl groups, but also contains several aryl or heteroaryl groups a short, non-aromatic unit (preferably less than 10% of the atoms other than H), such as B. an sp 3 -hybridized C, N or O atom, can be interrupted. For example, systems such as 9,9'-spirobifluorene, 9,9-diarylfluorene, triarylamine, diaryl ether, stilbene, benzophenone, etc. should also be understood as aromatic ring systems within the meaning of this invention. Likewise, an aromatic or heteroaromatic ring system is understood to mean systems in which several aryl or heteroaryl groups are linked to one another by single bonds, for example biphenyl, terphenyl or bipyridine.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter einer C1- bis C40-Alkylgruppe, in der auch einzelne H-Atome oder CH2-Gruppen durch die oben genannten Gruppen substituiert sein können, besonders bevorzugt die Reste Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s-Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, Cyclohexyl, n-Heptyl, Cycloheptyl, n-Octyl, Cyclooctyl, 2-Ethylhexyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl und 2,2,2-Trifluorethyl verstanden. Unter einer Alkenylgruppe im Sinne dieser Erfindung werden insbesondere Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Cyclopentenyl, Hexenyl, Cyclohexenyl, Heptenyl, Cycloheptenyl, Octenyl und Cyclooctenyl verstanden. Unter einer Alkinylgruppe im Sinne dieser Erfindung werden insbesondere Ethinyl, Propinyl, Butinyl, Pentinyl, Hexinyl, Heptinyl oder Octinyl verstanden. Unter einer C1- bis C40-Alkoxygruppe werden besonders bevorzugt Methoxy, Trifluormethoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n-Butoxy, i-Butoxy, s-Butoxy, t-Butoxy oder 2-Methylbutoxy verstanden. Unter einem aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystem mit 5 - 60 aromatischen Ringatomen, welches noch jeweils mit den oben genannten Resten R substituiert sein kann und welches über beliebige Positionen am Aromaten bzw. Heteroaromaten verknüpft sein kann, werden insbesondere Gruppen verstanden, die abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Benzanthracen, Pyren, Chrysen, Perylen, Fluoranthen, Naphthacen, Pentacen, Benzpyren, Biphenyl, Biphenylen, Terphenyl, Terphenylen, Fluoren, Spirobifluoren, Dihydrophenanthren, Dihydropyren, Tetrahydropyren, cis- oder trans-Indenofluoren, Truxen, Isotruxen, Spirotruxen, Spiroisotruxen, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen, Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6-chinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol, Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Naphthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1,2-Thiazol, 1,3-Thiazol, Benzothiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, 1,5-Diazaanthracen, 2,7-Diazapyren, 2,3-Diazapyren, 1,6-Diazapyren, 1,8-Diazapyren, 4,5-Diazapyren, 4,5,9,10-Tetraazaperylen, Pyrazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenothiazin, Fluorubin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenanthrolin, 1,2,3-Triazol, 1,2,4-Triazol, Benzotriazol, 1,2,3-Oxadiazol, 1,2,4-Oxadiazol, 1,2,5-Oxadiazol, 1,3,4-Oxadiazol, 1,2,3-Thiadiazol, 1,2,4-Thiadiazol, 1,2,5-Thiadiazol, 1,3,4-Thiadiazol, 1,3,5-Triazin, 1,2,4-Triazin, 1,2,3-Triazin, Tetrazol, 1,2,4,5-Tetrazin, 1,2,3,4-Tetrazin, 1,2,3,5-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol.In the context of the present invention, a C 1 to C 40 alkyl group, in which individual H atoms or CH 2 groups can also be substituted by the above-mentioned groups, is particularly preferably the radicals methyl, ethyl, n-propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s-Pentyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, Cyclohexyl, n-Heptyl, Cycloheptyl, n-Octyl, Cyclooctyl, 2-ethylhexyl, trifluoromethyl, pentafluoroethyl and 2,2,2-trifluoroethyl are understood. For the purposes of this invention, an alkenyl group is understood to mean, in particular, ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl, cyclopentenyl, hexenyl, cyclohexenyl, heptenyl, cycloheptenyl, octenyl and cyclooctenyl. For the purposes of this invention, an alkynyl group is understood to mean, in particular, ethynyl, propynyl, butynyl, pentynyl, hexynyl, heptynyl or octynyl. A C 1 to C 40 alkoxy group is particularly preferably understood to mean methoxy, trifluoromethoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, n-butoxy, i-butoxy, s-butoxy, t-butoxy or 2-methylbutoxy. Under an aromatic cal or heteroaromatic ring system with 5 - 60 aromatic ring atoms, which can also be substituted with the above-mentioned radicals R and which can be linked via any positions on the aromatic or heteroaromatic, are understood in particular to be groups that are derived from benzene, naphthalene, Anthracene, phenanthrene, benzanthracene, pyrene, chrysene, perylene, fluoranthene, naphthacene, pentacene, benzopyrene, biphenyl, biphenylene, terphenyl, terphenylene, fluorene, spirobifluorene, dihydrophenanthrene, dihydropyrene, tetrahydropyrene, cis- or trans-indenofluorene, truxene, isotruxene, spirotruxene , spiroisotruxene, furan, benzofuran, isobenzofuran, dibenzofuran, thiophene, benzothiophene, isobenzothiophene, dibenzothiophene, pyrrole, indole, isoindole, carbazole, pyridine, quinoline, isoquinoline, acridine, phenanthridine, benzo-5,6-quinoline, benzo-6,7 -quinoline, benzo-7,8-quinoline, phenothiazine, phenoxazine, pyrazole, indazole, imidazole, benzimidazole, naphthimidazole, phenanthrimidazole, pyridimidazole, pyrazinimidazole, quinoxalinimidazole, oxazole, benzoxazole, naphthoxazole, anthroxazole, phenanthroxazole, isoxazole, 1,2-thiazole , 1,3-thiazole, benzothiazole, pyridazine, benzopyridazine, pyrimidine, benzopyrimidine, quinoxaline, 1,5-diazaanthracene, 2,7-diazapyrene, 2,3-diazapyrene, 1,6-diazapyrene, 1,8-diazapyrene, 4 ,5-diazapyrene, 4,5,9,10-tetraazaperylene, pyrazine, phenazine, phenoxazine, phenothiazine, fluorubin, naphthyridine, azacarbazole, benzocarboline, phenanthroline, 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, benzotriazole , 1,2,3-oxadiazole, 1,2,4-oxadiazole, 1,2,5-oxadiazole, 1,3,4-oxadiazole, 1,2,3-thiadiazole, 1,2,4-thiadiazole, 1 ,2,5-thiadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 1,3,5-triazine, 1,2,4-triazine, 1,2,3-triazine, tetrazole, 1,2,4,5-tetrazine , 1,2,3,4-tetrazine, 1,2,3,5-tetrazine, purine, pteridine, indolizine and benzothiadiazole.
Bevorzugt weisen die Verbindungen gemäß Formel (3), Formel (4), Formel (5) bzw. Formel (6) eine Glasübergangstemperatur TG von größer als 70 °C auf, besonders bevorzugt größer als 100 °C, ganz besonders bevorzugt größer als 110 °C.The compounds according to formula (3), formula (4), formula (5) or formula (6) preferably have a glass transition temperature T G of greater than 70 ° C, particularly preferably greater than 100 ° C, very particularly preferably greater than 110°C.
Weiterhin steht bei den Verbindungen gemäß Formel (4) und Formel (6) R1 bevorzugt für Wasserstoff. Ganz besonders bevorzugt sind die Verbindungen der Formel (3).Furthermore, in the compounds according to formula (4) and formula (6), R 1 is preferably hydrogen. The compounds of formula (3) are very particularly preferred.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht der Index n in Verbindungen der Formel (3) und (4) für 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt für 0 oder 1, ganz besonders bevorzugt für 0.In a preferred embodiment of the invention, the index n in compounds of the formula (3) and (4) is 0, 1 or 2, particularly preferably 0 or 1, very particularly preferably 0.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht der Index m in Verbindungen der Formel (5) und (6) für 1 oder 2, besonders bevorzugt für 1.In a further preferred embodiment of the invention, the index m in compounds of the formula (5) and (6) is 1 or 2, particularly preferably 1.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht R in den Verbindungen der Formeln (3) bis (6) gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für F, N(R1)2, N(Ar)2, C(=O)Ar, P(=O)(Ar)2, CN, NO2, eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann, wobei ein oder mehrere H-Atome durch F oder CN ersetzt sein können, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, das jeweils durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht R in den Verbindungen der Formeln (3) bis (6) gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für F, CN, CF3, oder ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem mit 5 bis 30 aromatischen Ringatomen, welches jeweils durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein kann. Besonders bevorzugte aromatische oder heteroaromatische Ringsysteme, welche die Gruppe R bilden können, sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, 2-, 3- oder 4-Pyridyl, Pyrazinyl, 2-, 4- oder 5-Pyrimidinyl, 3- oder 4-Pyridazinyl, ortho-, meta- oder para-Biphenyl, ortho-, meta- oder para-Terphenyl, 2-Fluorenyl, 2-Spirobifluorenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, Anthracenyl, Phenylanthracenyl, 1- oder 2-Naphthylanthracenyl, Binaphthyl, Pyrenyl, Fluoranthenyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Benzanthracenyl, N-Imidazolyl, N-Benzimidazolyl, Phenyl-N-benzimidazolyl, N-Phenylbenzimidazolyl, Phenyl-N-phenylbenzimidazolyl oder Kombinationen dieser Gruppen, welche jeweils durch einen oder mehrere Reste R1 substituiert sein können.In a preferred embodiment of the invention, R in the compounds of the formulas (3) to (6) is identical or different in each occurrence for F, N(R 1 ) 2 , N(Ar) 2 , C(=O)Ar, P (=O)(Ar) 2 , CN, NO 2 , a straight-chain alkyl group with 1 to 10 carbon atoms or a branched or cyclic alkyl group with 3 to 10 carbon atoms, which can each be substituted with one or more radicals R 1 , where one or more H atoms can be replaced by F or CN, or an aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 40 aromatic ring atoms, which can each be substituted by one or more R 1 radicals. In a particularly preferred embodiment of the invention, R in the compounds of the formulas (3) to (6) is identical or different in each occurrence for F, CN, CF 3 , or an aromatic or heteroaromatic ring system with 5 to 30 aromatic ring atoms, which in each case can be substituted by one or more radicals R 1 . Particularly preferred aromatic or heteroaromatic ring systems which can form the group R are selected from the group consisting of phenyl, 2-, 3- or 4-pyridyl, pyrazinyl, 2-, 4- or 5-pyrimidinyl, 3- or 4- Pyridazinyl, ortho-, meta- or para-biphenyl, ortho-, meta- or para-terphenyl, 2-fluorenyl, 2-spirobifluorenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, anthracenyl, phenylanthracenyl, 1- or 2-naphthylanthracenyl, binaphthyl , pyrenyl, fluoranthenyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-benzanthracenyl, N-imidazolyl, N-benzimidazolyl, phenyl-N-benzimidazolyl, N-phenylbenzimidazolyl, phenyl-N-phenylbenzimidazolyl or combinations of these Groups which can each be substituted by one or more radicals R 1 .
Besonders bevorzugt sind alle Reste R gleich gewählt. Dies gilt insbesondere für die oben aufgeführten bevorzugten und besonders bevorzugten Reste R. Diese Bevorzugung begründet sich in der besseren synthetischen Zugänglichkeit der Verbindungen.It is particularly preferred that all R radicals are chosen the same. This applies in particular to the preferred and particularly preferred radicals R listed above. This preference is based on the better synthetic accessibility of the compounds.
Besonders bevorzugt sind die Strukturen der oben aufgeführten Formeln (3) bis (6), in denen n = 0 oder 1, insbesondere n = 0, ist und m = 1 ist und in denen R die oben aufgeführte bevorzugte bzw. besonders bevorzugte Bedeutung aufweist.Particularly preferred are the structures of the formulas (3) to (6) listed above, in which n = 0 or 1, in particular n = 0, and m = 1 and in which R has the preferred or particularly preferred meaning listed above .
Bevorzugt sind weiterhin die Strukturen der oben aufgeführten Formeln (3) bis (6), in denen Y gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für eine Einfachbindung oder eine bivalente Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C(R1)2, NR1 und einer bivalenten Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 14 aromatischen Ringatomen, welche mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann. Besonders bevorzugt ist Y in den Formeln (3) und (4) gleich oder verschieden bei jedem Auftreten ausgewählt aus einer Einfachbindung, NR1 oder einer bivalenten Aryl- oder Heteroarylgruppe mit 5 bis 10 aromatischen Ringatomen, welche mit einem oder mehreren Resten R1 substituiert sein kann. Besonders bevorzugt ist Y in den Formeln (5) und (6) gleich oder verschieden bei jedem Auftreten NR1.Preference is also given to the structures of formulas (3) to (6) listed above, in which Y is the same or different each time it occurs for a single bond or a divalent group the group consisting of C(R 1 ) 2 , NR 1 and a divalent aryl or heteroaryl group with 5 to 14 aromatic ring atoms, which may be substituted with one or more R 1 radicals. Y in formulas (3) and (4) is particularly preferably selected, identically or differently, in each occurrence from a single bond, NR 1 or a divalent aryl or heteroaryl group with 5 to 10 aromatic ring atoms, which is substituted with one or more radicals R 1 can be. Particularly preferably, Y in formulas (5) and (6) is the same or different for each occurrence of NR 1 .
Beispiele für bevorzugte Verbindungen gemäß den Formeln (3) bis (6) sind die im Folgenden abgebildeten Strukturen (1) bis (84). Die im Folgenden mit # markierten Strukturen sind nicht erfindungsgemäß.
Die Synthese der Verbindungen gemäß den Formeln (3) bis (6) ist dem Fachmann der organischen Chemie bekannt. Als Ausgangsverbindung kann in allen Fällen Trihalogen-heptaazaphenalen bzw. ein entsprechendes Phenalenderivat mit weniger Stickstoffatomen dienen. Insbesondere eignet sich Trichlorheptaazaphenalen. Dieses kann durch direkte Chlorierung der korrespondierenden Säure erhalten werden, beispielsweise gemäß
Weiterhin kann die entsprechende Triamino-Verbindung aus Ausgangsverbindung dienen. So können die Aminogruppen durch Oxidation in die Nitrogruppen überführt werden. Weiterhin können die Aminogruppen, beispielsweise durch Hartwig-Buchwald-Reaktion, substituiert werden.Furthermore, the corresponding triamino compound can be used from the starting compound. The amino groups can be converted into the nitro groups through oxidation. Furthermore, the amino groups can be substituted, for example by the Hartwig-Buchwald reaction.
Cyclische Verbindungen der Formel (5) mit Y = NH sind zugänglich durch Erhitzen von 2,6,10-Triaminoheptaazaphenalen auf 450 bis 600 °C für 15 bis 60 Minuten (z. B. gemäß
Die oben beschriebenen Verbindungen der Formeln (3) bis (6), insbesondere Verbindungen, in welchen mindestens eine Gruppe R für eine reaktive Abgangsgruppe, wie Brom, lod, Triflat, Tosylat, Boronsäure oder Boronsäureester, steht, können auch als Monomere zur Erzeugung entsprechender Oligomere, Polymere oder als Kern von Dendrimeren Verwendung finden, wobei diese Oligomere, Polymere und Dendrimere sich wiederum für den Einsatz in organischen elektronischen Vorrichtungen, insbesondere in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen, eignen. Die Oligomerisation bzw. Polymerisation erfolgt dabei bevorzugt über die Halogenfunktionalität bzw. die Boronsäurefunktionalität. Unter einem Oligomer im Sinne dieser Erfindung wird eine Verbindung verstanden, welche etwa 3 bis 9 Wiederholeinheiten aufweist. Ein Polymer im Sinne dieser Erfindung weist etwa 10 oder mehr Wiederholeinheiten auf.The compounds of formulas (3) to (6) described above, in particular compounds in which at least one group R represents a reactive leaving group, such as bromine, iodine, triflate, tosylate, boronic acid or boronic acid ester, can also be used as monomers to produce corresponding Oligomers, polymers or as the core of dendrimers are used, these oligomers, polymers and dendrimers in turn being suitable for use in organic electronic devices, in particular in organic electroluminescent devices. The oligomerization or polymerization preferably takes place via the halogen functionality or the boronic acid functionality. For the purposes of this invention, an oligomer is understood to mean a compound which has approximately 3 to 9 repeating units. A polymer in the context of this invention has approximately 10 or more repeating units.
Weiterer Gegenstand der Erfindung sind daher organische elektronische Vorrichtungen, insbesondere organische Elektrolumineszenzvorrichtungen, enthaltend mindestens ein Oligomer, Polymer oder Dendrimer, welches eine oder mehrere Verbindungen gemäß Formel (3) bis (6) enthält, wobei ein oder mehrere Reste R Bindungen der Verbindung gemäß Formel (3) bis (6) zum Polymer, Oligomer oder Dendrimer darstellen. Die Polymere, Oligomere oder Dendrimere können konjugiert, teilkonjugiert oder nichtkonjugiert sein. Die Oligomere oder Polymere können linear oder verzweigt sein. In den linear verknüpften Strukturen können die Einheiten gemäß Formel (3) bis (6) sowohl direkt miteinander verknüpft sein oder sie können über eine bivalente Gruppe, beispielsweise über eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe, über ein Heteroatom oder über eine bivalente aromatische oder heteroaromatische Gruppe, miteinander verknüpft sein. In verzweigten Strukturen können beispielsweise drei oder mehrere Einheiten gemäß Formel (3) bis (6) über eine trivalente oder höhervalente Gruppe, beispielsweise über eine trivalente oder höhervalente aromatische oder heteroaromatische Gruppe, zu einem verzweigten Oligomer oder Polymer verknüpft sein. Weiterhin eignen sich die Einheiten gemäß Formel (3) bis (6) insbesondere auch als Verzweigungspunkt in Oligomeren, Polymeren und Dendrimeren, da gerade die dreifach Chlor-substituierten Einheiten einfach zugänglich sind.The invention therefore further provides organic electronic devices, in particular organic electroluminescent devices, containing at least one oligomer, polymer or dendrimer which contains one or more compounds according to formula (3) to (6), where one or more radicals R bonds of the compound according to formula (3) to (6) represent the polymer, oligomer or dendrimer. The polymers, oligomers or dendrimers can be conjugated, partially conjugated or non-conjugated. The oligomers or polymers can be linear or branched. In the linearly linked structures, the units according to formulas (3) to (6) can be linked directly to one another or they can be linked via a divalent group, for example via a substituted or unsubstituted alkylene group, via a hetero atom or via a bivalent aromatic or heteroaromatic group. In branched structures, for example, three or more units according to formulas (3) to (6) can be linked via a trivalent or higher-valent group, for example via a trivalent or higher-valent aromatic or heteroaromatic group, to form a branched oligomer or polymer. Furthermore, the units according to formula (3) to (6) are particularly suitable as branching points in oligomers, polymers and dendrimers, since the trichlorine-substituted units are easily accessible.
Zur Herstellung der Oligomere oder Polymere werden die entsprechenden Monomere homopolymerisiert oder mit weiteren Monomeren copolymerisiert. Geeignete und bevorzugte Comonomere sind gewählt aus Fluorenen (z. B. gemäß
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Verbindungen gemäß Formel (3), (4), (5) oder (6) bzw. entsprechender Oligomere, Polymere oder Dendrimere in organischen elektronischen Vorrichtungen, insbesondere in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen.A further subject of the invention is the use of compounds according to formula (3), (4), (5) or (6) or corresponding oligomers, polymers or dendrimers in organic electronic devices, in particular in organic electroluminescent devices.
Die organische Elektrolumineszenzvorrichtung enthält Anode, Kathode und mindestens eine emittierende Schicht, wobei mindestens eine organische Schicht, die die emittierende Schicht oder eine andere Schicht sein kann, mindestens eine Verbindung gemäß Formel (3) bis (6) oder ein entsprechendes Oligomer, Polymer oder Dendrimer enthält.The organic electroluminescent device contains anode, cathode and at least one emitting layer, wherein at least one organic layer, which may be the emitting layer or another layer, at least one compound according to formula (3) to (6) or a corresponding oligomer, polymer or dendrimer contains.
Außer Kathode, Anode und der emittierenden Schicht kann die organische Elektrolumineszenzvorrichtung noch weitere Schichten enthalten. Diese sind beispielsweise gewählt aus jeweils einer oder mehreren Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten, Lochblockierschichten, Elektronentransportschichten, Elektroneninjektionsschichten, Elektronenblockierschichten, Excitonenblockierschichten, Ladungserzeugungsschichten (Charge-Generation Layers) und/oder organischen oder anorganischen p/n-Übergängen. Weiterhin können die Schichten, insbesondere die Ladungstransportschichten, auch dotiert sein. Die Dotierung der Schichten kann für einen verbesserten Ladungstransport vorteilhaft sein. Es sei aber darauf hingewiesen, dass nicht notwendigerweise jede dieser Schichten vorhanden sein muss und die Wahl der Schichten immer von den verwendeten Verbindungen abhängt und insbesondere auch von der Tatsache, ob es sich um eine fluoreszierende oder phosphoreszierende Elektrolumineszenzvorrichtung handelt.In addition to the cathode, anode and the emitting layer, the organic electroluminescent device can contain further layers. These are, for example, selected from one or more hole injection layers, hole transport layers, hole blocking layers, electron transport layers, electron injection layers, electron blocking layers, exciton blocking layers, charge generation layers and/or organic or inorganic p/n junctions. Furthermore, the layers, in particular the charge transport layers, can also be doped. Doping the layers can be advantageous for improved charge transport. However, it should be noted that each of these layers does not necessarily have to be present and the choice of layers always depends on the compounds used and in particular on the fact whether it is a fluorescent or phosphorescent electroluminescent device.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die organische Elektrolumineszenzvorrichtung mehrere emittierende Schichten, wobei mindestens eine organische Schicht, die eine emittierende Schicht oder eine andere Schicht sein kann, mindestens eine Verbindung gemäß einer der Formeln (3) bis (6) enthält. Besonders bevorzugt weisen diese Emissionsschichten insgesamt mehrere Emissionsmaxima zwischen 380 nm und 750 nm auf, so dass insgesamt weiße Emission resultiert, d. h. in den emittierenden Schichten werden verschiedene emittierende Verbindungen verwendet, die fluoreszieren oder phosphoreszieren können und die blaues und gelbes, orange oder rotes Licht emittieren. Insbesondere bevorzugt sind Dreischichtsysteme, also Systeme mit drei emittierenden Schichten, wobei mindestens eine dieser Schichten mindestens eine Verbindung gemäß einer der Formeln (3) bis (6) enthält und wobei die drei Schichten blaue, grüne und orange oder rote Emission zeigen (für den prinzipiellen Aufbau siehe z. B.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Verbindungen gemäß Formel (3) bis (6) als Lochinjektions- bzw. Lochtransportmaterial verwendet. Dies gilt insbesondere, wenn mindestens ein Substituent R, bevorzugt mindestens zwei Substituenten R, besonders bevorzugt alle drei Substituenten R für eine elektronenarme Gruppe stehen. Im Gegensatz zu Triarylaminderivaten, die üblicherweise in der Lochinjektions- bzw. Lochtransportschicht verwendet werden und bei denen der Lochtransport über das HOMO („highest occupied molecular orbital“, höchstes besetztes Molekülorbital) der entsprechenden Verbindung erfolgt, erfolgt bei Verbindungen der Formel (3) bis (6) der Lochtransport nicht über das HOMO, sondern über das LUMO („lowest unoccupied molecular orbital“, niedrigstes unbesetztes Molekülorbital). Besonders bevorzugte Substituenten R sind dann ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CN, F, NO2, CF3 und substituierten oder unsubstituierten elektronenarmen Heterocyclen. Dabei sind die elektronenarmen Heterocyclen ausgewählt aus Pyridin, Pyrazin, Pyrimidin, Pyridazin, Triazin, Pyrrol, Imidazol, Triazol und Benzimidazol. Da das LUMO dieser Verbindungen gleich tief oder sogar noch tiefer liegt im Vergleich zu den Hexaazatriphenylenderivaten, die gemäß dem Stand der Technik als Lochinjektionsmaterialien verwendet werden, eignen sich die Verbindungen gemäß Formel (3) bis (6) genauso gut oder besser als die Materialien gemäß dem Stand der Technik als Lochinjektions- bzw. Lochtransportmaterialien. Dabei soll unter einem Lochinjektionsmaterial im Sinne dieser Erfindung eine Verbindung verstanden werden, welche in einer Lochinjektionsschicht eingesetzt wird. Eine Lochinjektionsschicht im Sinne dieser Erfindung ist eine Schicht, welche direkt an die Anode angrenzt. Üblicherweise folgt der Lochinjektionsschicht im Aufbau der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung eine Lochtransportschicht, so dass die Lochinjektionsschicht zwischen der Anode und einer Lochtransportschicht liegt. Eine Lochtransportschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Schicht, welche zwischen einer Lochinjektionsschicht und der emittierenden Schicht liegt.In a preferred embodiment of the invention, the compounds according to formulas (3) to (6) are used as hole injection or hole transport material. This applies in particular if at least one substituent R, preferably at least two substituents R, particularly preferably all three substituents R represent an electron-deficient group. In contrast to triarylamine derivatives, which are usually used in the hole injection or hole transport layer and in which the hole transport occurs via the HOMO (“highest occupied molecular orbital”) of the corresponding compound In the case of compounds of the formulas (3) to (6), the hole transport does not take place via the HOMO, but rather via the LUMO (“lowest unoccupied molecular orbital”). Particularly preferred substituents R are then selected from the group consisting of CN, F, NO 2 , CF 3 and substituted or unsubstituted electron-poor heterocycles. The electron-poor heterocycles are selected from pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, pyrrole, imidazole, triazole and benzimidazole. Since the LUMO of these compounds is the same or even lower than the hexaazatriphenylene derivatives used as hole injection materials according to the prior art, the compounds according to formulas (3) to (6) are just as suitable or better than the materials according to the state of the art as hole injection or hole transport materials. A hole injection material in the sense of this invention is to be understood as meaning a compound which is used in a hole injection layer. A hole injection layer in the sense of this invention is a layer which is directly adjacent to the anode. The hole injection layer in the structure of the organic electroluminescence device is usually followed by a hole transport layer, so that the hole injection layer lies between the anode and a hole transport layer. A hole transport layer in the sense of the present invention is a layer which lies between a hole injection layer and the emitting layer.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Elektrolumineszenzvorrichtung einen Aufbau, enthaltend in dieser Reihenfolge: Anode - Lochinjektionsschicht enthaltend mindestens eine Verbindung gemäß einer der Formeln (3) bis (6) - Lochtransportschicht, bevorzugt enthaltend mindestens ein Triarylaminderivat - emittierende Schicht - Kathode. Ebenso ist es in diesem Aufbau möglich, zwei oder mehrere Lochtransportschichten zu verwenden, die bevorzugt alle mindestens ein Triarylaminderivat enthalten. Ein weiterer bevorzugter Aufbau der Elektrolumineszenzvorrichtung enthält in dieser Reihenfolge: Anode - Lochinjektionsschicht, bevorzugt enthaltend mindestens ein Triarylaminderivat - Lochtransportschicht, enthaltend mindestens eine Verbindung gemäß einer der Formeln (3) bis (6) - Lochtransportschicht, bevorzugt enthaltend mindestens ein Triarylaminderivat - emittierende Schicht - Kathode. Ebenso ist in diesem Aufbau möglich, dass zwischen die Lochinjektionsschicht und die Schicht enthaltend die Verbindung gemäß einer der Formeln (3) bis (6) eine weitere Lochtransportschicht, bevorzugt enthaltend mindestens ein Triarylaminderivat, eingebracht ist und/oder dass statt einer Lochtransportschicht, welche bevorzugt ein Triarylaminderivat enthält, zwei oder mehrere Lochtransportschichten, welche bevorzugt jeweils mindestens ein Triarylaminderivat enthalten, zwischen der Schicht enthaltend die Verbindung gemäß einer der Formeln (3) bis (6) und der emittierenden Schicht verwendet werden. Außerdem können diese Vorrichtungen weiterhin eine oder mehrere der oben aufgeführten weiteren Schichten, beispielsweise Elektronentransportschichten etc., enthalten.In a preferred embodiment of the invention, the electroluminescence device according to the invention comprises a structure containing in this order: anode - hole injection layer containing at least one compound according to one of the formulas (3) to (6) - hole transport layer, preferably containing at least one triarylamine derivative - emitting layer - cathode. It is also possible in this structure to use two or more hole transport layers, all of which preferably contain at least one triarylamine derivative. A further preferred structure of the electroluminescent device contains in this order: anode - hole injection layer, preferably containing at least one triarylamine derivative - hole transport layer, containing at least one compound according to one of the formulas (3) to (6) - hole transport layer, preferably containing at least one triarylamine derivative - emitting layer - Cathode. It is also possible in this structure that a further hole transport layer, preferably containing at least one triarylamine derivative, is introduced between the hole injection layer and the layer containing the compound according to one of the formulas (3) to (6) and / or that instead of a hole transport layer, which is preferred contains a triarylamine derivative, two or more hole transport layers, each of which preferably contains at least one triarylamine derivative, are used between the layer containing the compound according to one of the formulas (3) to (6) and the emitting layer. In addition, these devices can also contain one or more of the additional layers listed above, for example electron transport layers, etc.
In nochmals einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Verbindungen gemäß Formel (3) bis (6) als Elektronentransportmaterial bzw. als Lochblockiermaterial in einer Elektronentransportschicht bzw. einer Lochblockierschicht eingesetzt. Eine Lochblockierschicht im Sinne dieser Erfindung ist eine Schicht, die zwischen einer emittierenden Schicht und einer Elektronentransportschicht liegt und direkt an die emittierende Schicht angrenzt. Hier ist es bevorzugt, wenn die Substituenten R gleich oder verschieden bei jedem Auftreten für ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem stehen, welche bevorzugt ausgewählt sind aus den oben genannten Gruppen. Weiterhin kann es bevorzugt sein, wenn die Verbindung mit Elektronendonorverbindungen dotiert ist. Dies gilt insbesondere für die Verwendung in einer Elektronentransportschicht. Geeignete Dotanden sind Alkalimetalle oder Alkalimetallkomplexe bzw. -verbindungen, insbesondere Lithiumverbindungen, beispielsweise Lithiumchinolinat.In yet another embodiment of the invention, the compounds according to formulas (3) to (6) are used as electron transport material or as hole blocking material in an electron transport layer or a hole blocking layer. A hole blocking layer in the context of this invention is a layer that lies between an emitting layer and an electron transport layer and directly adjoins the emitting layer. Here it is preferred if the substituents R, the same or different, represent an aromatic or heteroaromatic ring system in each occurrence, which are preferably selected from the groups mentioned above. Furthermore, it may be preferred if the compound is doped with electron donor compounds. This is particularly true for use in an electron transport layer. Suitable dopants are alkali metals or alkali metal complexes or compounds, in particular lithium compounds, for example lithium quinolinate.
In nochmals einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Verbindungen gemäß Formel (3) bis (6) als Ladungserzeugungsmaterial in einer Ladungserzeugungsschicht (charge generation layer) eingesetzt.In yet another embodiment of the invention, the compounds according to formulas (3) to (6) are used as charge generation material in a charge generation layer.
In den oben genannten Funktionen, also insbesondere als Lochinjektions- bzw. -transportmaterial, als Elektronentransportmaterial oder als Ladungserzeugungmaterial, eignen sich die Materialien auch für andere organische elektronische Vorrichtungen, wie sie oben genannt wurden.In the above-mentioned functions, i.e. in particular as a hole injection or transport material, as an electron transport material or as a charge generation material, the materials are also suitable for other organic electronic devices such as those mentioned above.
Als Kathode der erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung sind Metalle mit geringer Austrittsarbeit, Metalllegierungen oder mehrlagige Strukturen aus verschiedenen Metallen bevorzugt, wie beispielsweise Erdalkalimetalle, Alkalimetalle, Hauptgruppenmetalle oder Lanthanoide (z. B. Ca, Ba, Mg, Al, In, Mg, Yb, Sm, etc.). Bei mehrlagigen Strukturen können auch zusätzlich zu den genannten Metallen weitere Metalle verwendet werden, die eine relativ hohe Austrittsarbeit aufweisen, wie z. B. Ag, wobei dann in der Regel Kombinationen der Metalle, wie beispielsweise Ca/Ag oder Ba/Ag, verwendet werden. Ebenso bevorzugt sind Metalllegierungen, insbesondere Legierungen aus einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall und Silber, besonders bevorzugt eine Legierung aus Mg und Ag. Es kann auch bevorzugt sein, zwischen einer metallischen Kathode und dem organischen Halbleiter eine dünne Zwischenschicht eines Materials mit einer hohen Dielektrizitätskonstante einzubringen. Hierfür kommen beispielsweise Alkalimetall- oder Erdalkalimetallfluoride, aber auch die entsprechenden Oxide oder Carbonate in Frage (z. B. LiF, Li2O, CsF, Cs2CO3, BaF2, MgO, NaF, etc.). Die Schichtdicke dieser Zwischenschicht beträgt bevorzugt zwischen 0.5 und 5 nm.Metals with a low work function, metal alloys or multilayer structures made of different metals are preferred as the cathode of the electronic device according to the invention, such as alkaline earth metals, alkali metals, main group metals or lanthanoids (e.g. Ca, Ba, Mg, Al, In, Mg, Yb, Sm , Etc.). In the case of multi-layer structures, in addition to the metals mentioned, other metals can also be used that have a relatively high work function, such as. B. Ag, in which case combinations of metals, such as Ca/Ag or Ba/Ag, are generally used. Also preferred are metal alloys, in particular alloys made of an alkali metal or alkaline earth metal and silver, particularly preferably an alloy of Mg and Ag. It may also be preferred to introduce a thin intermediate layer of a material with a high dielectric constant between a metallic cathode and the organic semiconductor. For example, alkali metal or alkaline earth metal fluorides, but also the corresponding oxides or carbonates come into consideration for this (e.g. LiF, Li 2 O, CsF, Cs 2 CO 3 , BaF 2 , MgO, NaF, etc.). The layer thickness of this intermediate layer is preferably between 0.5 and 5 nm.
Als Anode der erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung sind Materialien mit hoher Austrittsarbeit bevorzugt. Bevorzugt weist die Anode eine Austrittsarbeit größer 4.5 eV vs. Vakuum auf. Hierfür sind einerseits Metalle mit hohem Redoxpotential geeignet, wie beispielsweise Ag, Pt oder Au. Es können andererseits auch Metall/Metalloxid-Elektroden (z. B. Al/Ni/NiOx, Al/PtOx) bevorzugt sein. Für einige Anwendungen muss mindestens eine der Elektroden transparent sein, um entweder die Bestrahlung des organischen Materials (O-SC) oder die Auskopplung von Licht (OLED/PLED, O-Laser) zu ermöglichen. Ein bevorzugter Aufbau verwendet eine transparente Anode. Bevorzugte Anodenmaterialien sind hier leitfähige gemischte Metalloxide. Besonders bevorzugt sind Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink Oxid (IZO). Bevorzugt sind weiterhin leitfähige, dotierte organische Materialien, insbesondere leitfähige dotierte Polymere.Materials with a high work function are preferred as the anode of the electronic device according to the invention. The anode preferably has a work function greater than 4.5 eV vs. vacuum. On the one hand, metals with a high redox potential are suitable for this, such as Ag, Pt or Au. On the other hand, metal/metal oxide electrodes (e.g. Al/Ni/NiO x , Al/PtO x ) may also be preferred. For some applications, at least one of the electrodes must be transparent to enable either the irradiation of the organic material (O-SC) or the extraction of light (OLED/PLED, O-laser). A preferred construction uses a transparent anode. Preferred anode materials here are conductive mixed metal oxides. Indium-tin oxide (ITO) or indium-zinc oxide (IZO) are particularly preferred. Conductive, doped organic materials, in particular conductive doped polymers, are also preferred.
Die Vorrichtung wird entsprechend (je nach Anwendung) strukturiert, kontaktiert und schließlich hermetisch versiegelt, da sich die Lebensdauer derartiger Vorrichtungen bei Anwesenheit von Wasser und/oder Luft drastisch verkürzt.The device is structured accordingly (depending on the application), contacted and finally hermetically sealed, since the service life of such devices is drastically shortened in the presence of water and/or air.
Es können generell alle weiteren Materialien, wie sie gemäß dem Stand der Technik in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen eingesetzt werden, auch in Kombination mit den Verbindungen gemäß den Formeln (3) bis (6) eingesetzt werden. Die emittierende Schicht kann dabei fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Dotanden, bevorzugt jeweils in Kombination mit einem Matrixmaterial (Hostmaterial), enthalten.In general, all other materials such as those used in organic electroluminescent devices according to the prior art can also be used in combination with the compounds according to formulas (3) to (6). The emitting layer can contain fluorescent and/or phosphorescent dopants, preferably in combination with a matrix material (host material).
Geeignete fluoreszierende Dotanden sind ausgewählt aus der Klasse der Monostyrylamine, der Distyrylamine, der Tristyrylamine, der Tetrastyrylamine, der Styrylphosphine, der Styrylether und der Arylamine. Unter einem Monostyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die eine substituierte oder unsubstituierte Styrylgruppe und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Unter einem Distyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die zwei substituierte oder unsubstituierte Styrylgruppen und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Unter einem Tristyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die drei substituierte oder unsubstituierte Styrylgruppen und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Unter einem Tetrastyrylamin wird eine Verbindung verstanden, die vier substituierte oder unsubstituierte Styrylgruppen und mindestens ein, bevorzugt aromatisches, Amin enthält. Die Styrylgruppen sind besonders bevorzugt Stilbene, die auch noch weiter substituiert sein können. Entsprechende Phosphine und Ether sind in Analogie zu den Aminen definiert. Unter einem Arylamin bzw. einem aromatischen Amin im Sinne dieser Erfindung wird eine Verbindung verstanden, die drei substituierte oder unsubstituierte aromatische oder heteroaromatische Ringsysteme direkt an den Stickstoff gebunden enthält. Bevorzugt ist mindestens eines dieser aromatischen oder heteroaromatischen Ringsysteme ein kondensiertes Ringsystem, besonders bevorzugt mit mindestens 14 aromatischen Ringatomen. Bevorzugte Beispiele hierfür sind aromatische Anthracenamine, aromatische Anthracendiamine, aromatische Pyrenamine, aromatische Pyrendiamine, aromatische Chrysenamine oder aromatische Chrysendiamine. Unter einem aromatischen Anthracenamin wird eine Verbindung verstanden, in der eine Diarylaminogruppe direkt an eine Anthracengruppe gebunden ist, vorzugsweise in 9-Position. Unter einem aromatischen Anthracendiamin wird eine Verbindung verstanden, in der zwei Diarylaminogruppen direkt an eine Anthracengruppe gebunden sind, vorzugsweise in 9,10-Position. Aromatische Pyrenamine, Pyrendiamine, Chrysenamine und Chrysendiamine sind analog dazu definiert, wobei die Diarylaminogruppen am Pyren bevorzugt in 1-Position bzw. in 1,6-Position gebunden sind. Weitere bevorzugte Dotanden sind gewählt aus Indenofluorenaminen bzw. -diaminen, beispielsweise gemäß
Weitere geeignete fluoreszierende Dotanden sind die in der folgenden Tabelle abgebildeten Strukturen, sowie die in
Geeignete Hostmaterialien für die fluoreszierenden Emitter sind ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene (z. B. 2,2',7,7'-Tetraphenylspirobifluoren gemäß
Geeignete Hostmaterialien sind weiterhin beispielsweise die in der folgenden Tabelle abgebildeten Materialien, sowie Derivate dieser Materialien, wie sie in
Als phosphoreszierende Verbindungen eignen sich insbesondere Verbindungen, die bei geeigneter Anregung Licht, vorzugsweise im sichtbaren Bereich, emittieren und außerdem mindestens ein Atom der Ordnungszahl größer 20, bevorzugt größer 38 und kleiner 84, besonders bevorzugt größer 56 und kleiner 80 enthalten. Bevorzugt werden als Phosphoreszenzemitter Verbindungen, die Kupfer, Molybdän, Wolfram, Rhenium, Ruthenium, Osmium, Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Silber, Gold oder Europium enthalten, verwendet, insbesondere Verbindungen, die Iridium oder Platin enthalten. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung werden alle lumineszierenden Metallkomplexe, die die oben genannten Metall enthalten, als phosphoreszierende Verbindungen bezeichnet.Particularly suitable phosphorescent compounds are compounds which, when stimulated appropriately, emit light, preferably in the visible range, and also contain at least one atom with an atomic number greater than 20, preferably greater than 38 and less than 84, particularly preferably greater than 56 and less than 80. Compounds which contain copper, molybdenum, tungsten, rhenium, ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, silver, gold or europium are preferably used as phosphorescence emitters, in particular compounds which contain iridium or platinum. For the purposes of the present application, all luminescent metal complexes that contain the above-mentioned metal are referred to as phosphorescent compounds.
Beispiele für geeignete phosphoreszierende Emitter können den Anmeldungen
Geeignete Matrixmaterialien für den phosphoreszierenden Emitter sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aromatischen Ketonen, Phosphinoxiden, Sulfoxiden und Sulfonen, z. B. gemäß
Geeignete Ladungstransportmaterialien, wie sie in der Lochinjektions- bzw. Lochtransportschicht oder in der Elektronentransportschicht der erfindungsgemäßen organischen Elektrolumineszenzvorrichtung verwendet werden können, sind außer den erfindungsgemäßen Materialien beispielsweise die in
Beispiele für bevorzugte Lochtransportmaterialien, die in einer Lochtransport- oder Lochinjektionsschicht in der erfindungsgemäßen Elektrolumineszenzvorrichtung verwendet werden können, sind Indenofluorenamine und Derivate (z. B. gemäß
Geeignete Lochtransport- oder Lochinjektionsmaterialien sind weiterhin beispielsweise die in der folgenden Tabelle aufgeführten Materialien.
Geeignete Elektronentransport- oder Elektroneninjektionsmaterialien, die in der erfindungsgemäßen Elektrolumineszenzvorrichtung verwendet werden können, sind beispielsweise die in der folgenden Tabelle aufgeführten Materialien. Weiterhin geeignete Elektronentransport- und Elektroneninjektionsmaterialien sind Derivate der oben abgebildeten Verbindungen, wie sie in
Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit einem Sublimationsverfahren beschichtet werden. Dabei werden die Materialien in Vakuum-Sublimationsanlagen bei einem Anfangsdruck kleiner 10-5 mbar, bevorzugt kleiner 10-6 mbar aufgedampft. Es sei jedoch angemerkt, dass der Anfangsdruck auch noch geringer sein kann, beispielsweise kleiner 10-7 mbar.Furthermore preferred is an organic electroluminescence device, characterized in that one or more layers are coated using a sublimation process. The materials are vapor-deposited in vacuum sublimation systems at an initial pressure of less than 10 -5 mbar, preferably less than 10 -6 mbar. However, it should be noted that the initial pressure can also be even lower, for example less than 10 -7 mbar.
Bevorzugt ist ebenfalls eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit dem OVPD (Organic Vapour Phase Deposition) Verfahren oder mit Hilfe einer Trägergassublimation beschichtet werden. Dabei werden die Materialien bei einem Druck zwischen 10-5 mbar und 1 bar aufgebracht. Ein Spezialfall dieses Verfahrens ist das OVJP (Organic Vapour Jet Printing) Verfahren, bei dem die Materialien direkt durch eine Düse aufgebracht und so strukturiert werden (z. B.
Weiterhin bevorzugt ist eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten aus Lösung, wie z. B. durch Spincoating, oder mit einem beliebigen Druckverfahren, wie z. B. Siebdruck, Flexodruck oder Offsetdruck, besonders bevorzugt aber LITI (Light Induced Thermal Imaging, Thermotransferdruck) oder Ink-Jet Druck (Tintenstrahldruck), hergestellt werden. Hierfür sind lösliche Verbindungen nötig. Hohe Löslichkeit lässt sich durch geeignete Substitution der Verbindungen erreichen. Dabei können nicht nur Lösungen aus einzelnen Materialien aufgebracht werden, sondern auch Lösungen, die mehrere Verbindungen enthalten, beispielsweise Matrixmaterial und Dotand.Further preferred is an organic electroluminescence device, characterized in that one or more layers of solution, such as. B. by spin coating, or with any printing process, such as. B. screen printing, flexographic printing or offset printing, but particularly preferably LITI (Light Induced Thermal Imaging, thermal transfer printing) or ink-jet printing (inkjet printing). Soluble compounds are necessary for this. High solubility can be achieved through appropriate substitution of the compounds. Not only solutions made from individual materials can be applied, but also solutions that contain several compounds, for example matrix material and dopant.
Es ist auch möglich, mehrere dieser Verfahren zu kombinieren und beispielsweise eine oder mehrere Schichten aufzudampfen und eine oder mehrere weitere Schichten aus Lösung aufzubringen.It is also possible to combine several of these processes and, for example, to vapor deposit one or more layers and to apply one or more further layers from solution.
Die oben genannten Verfahren sind ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The above-mentioned methods are a further subject of the present invention.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen bei Verwendung in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen folgende überraschende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf:
- 1. Die Verbindungen der Formeln (3) bis (6) weisen eine hohe thermische Stabilität auf und lassen sich unzersetzt sublimieren.
- 2. Die Verbindungen gemäß den Formeln (3) bis (6), insbesondere Verbindungen gemäß Formel (3), welche mit elektronenarmen Substituenten, insbesondere F, CN und/oder elektronenarmen Heterocyclen, substituiert sind, eignen sich sehr gut als Lochinjektionsmaterial bzw. als Lochtransportmaterial für die Verwendung in einer Lochinjektionsschicht bzw. in einer Lochtransportschicht und führen bei dieser Verwendung zu hohen Effizienzen, insbesondere zu hohen Leistungseffizienzen, und langen Lebensdauern.
- 3. Die Verbindungen gemäß den Formeln (3) bis (6), insbesondere solche, welche mit aromatischen oder heteroaromatischen Gruppen substituiert sind, eignen sich sehr gut als Elektronentransportmaterial oder als Lochblockiermaterial für die Verwendung in einer Elektronentransportschicht bzw. in einer Lochblockierschicht und führen bei dieser Verwendung zu hohen Effizienzen, insbesondere zu hohen Leistungseffizienzen, und langen Lebensdauern.
- 4. Die Verbindungen gemäß den Formeln (3) bis (6) weisen eine sehr hohe Photostabilität auf, zersetzen sich also nicht unter der Einwirkung von Licht, und sind daher sehr gut für den Einsatz sowohl in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen wie auch in organischen Solarzellen geeignet.
- 1. The compounds of formulas (3) to (6) have high thermal stability and can be sublimated without decomposition.
- 2. The compounds according to formulas (3) to (6), in particular compounds according to formula (3), which are substituted with electron-poor substituents, in particular F, CN and / or electron-poor heterocycles, are very suitable as hole injection material or as Hole transport material for use in a hole injection layer or in a hole transport layer and, in this use, lead to high efficiencies, in particular high power efficiencies, and long service lives.
- 3. The compounds according to formulas (3) to (6), in particular those which are substituted with aromatic or heteroaromatic groups, are very suitable as electron transport material or as hole blocking material for use in an electron transport layer or in a hole blocking layer and lead to This use leads to high efficiencies, especially high power efficiencies, and long service lives.
- 4. The compounds according to formulas (3) to (6) have a very high photostability, i.e. do not decompose under the influence of light, and are therefore very suitable for use both in organic electroluminescent devices and in organic solar cells.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele genauer beschrieben, ohne sie dadurch einschränken zu wollen.The invention is described in more detail by the following examples, without intending to limit it.
Beispiele:Examples:
Die nachfolgenden Synthesen werden - sofern nicht anders angegeben - unter einer Schutzgasatmosphäre in getrockneten Lösungsmitteln durchgeführt. Die Lösungsmittel und Reagenzien können von den Firmen ALDRICH bzw. ABCR bezogen werden. Die Vorstufe Trichlorheptaazaphenalen kann gemäß
Triphenylheptaazaphenalen und Trimesitylheptaazaphenalen können gemäß
Beispiel 1: Synthese von Tricyanoheptaazaphenalen (HIM-1)Example 1: Synthesis of Tricyanoheptaazaphenalen (HIM-1)
Beispiel 2: Herstellung und Charakterisierung von organischen ElektrolumineszenzvorrichtungenExample 2: Fabrication and characterization of organic electroluminescent devices
Die Herstellung von erfindungsgemäßen OLEDs erfolgt nach einem allgemeinen Verfahren gemäß
In den folgenden Beispielen 3 bis 8 werden die Ergebnisse verschiedener OLEDs vorgestellt. Glasplättchen, die mit strukturiertem ITO (Indium Zinn Oxid) beschichtet sind, bilden die Substrate der OLEDs. Zur verbesserten Prozessierung wird 20 nm PEDOT (aus Wasser aufgeschleudert; bezogen von H. C. Starck, Goslar, Deutschland; Poly(3,4-ethylendioxy-2,5-thiophen)) auf das Substrat aufgebracht. Die OLEDs bestehen aus folgender Schichtenfolge: Substrat / PEDOT 20 nm / Lochinjektionsschicht (HIL) 5 nm / Lochtransportschicht (HTL-1) 20 nm / Lochtransportschicht (HTL-2) 20 nm / Emissionschicht (EML) 30 nm / Elektronentransportschicht (ETL) 20 nm und abschließend eine Kathode.The following examples 3 to 8 present the results of various OLEDs. Glass plates coated with structured ITO (indium tin oxide) form the substrates of the OLEDs. For improved processing, 20 nm PEDOT (spin-coated from water; obtained from H. C. Starck, Goslar, Germany; poly(3,4-ethylenedioxy-2,5-thiophene)) is applied to the substrate. The OLEDs consist of the following layer sequence: substrate / PEDOT 20 nm / hole injection layer (HIL) 5 nm / hole transport layer (HTL-1) 20 nm / hole transport layer (HTL-2) 20 nm / emission layer (EML) 30 nm / electron transport layer (ETL) 20 nm and finally a cathode.
Die Materialien bis auf PEDOT werden in einer Vakuumkammer thermisch aufgedampft. Dabei besteht die Emissionsschicht immer aus einem Matrixmaterial (Host) und einem Dotierstoff (Dotand), der durch Coverdampfung dem Host beigemischt wird. In den unten aufgeführten Beispielen 3 bis 8 wird als Matrixmaterial die Verbindung H1 verwendet, welche jeweils mit 10 % D1 dotiert ist. Diese OLEDs zeigen grüne Emission. Als Lochtransportmaterial in der HTL-1 wird die Verbindung HTM-1 verwendet. Als Lochtransportmaterial in der HTL-2 wird NPB verwendet. Die Kathode wird durch eine 1 nm dicke LiF-Schicht und eine darauf abgeschiedene 100 nm dicke Al-Schicht gebildet. Tabelle 1 zeigt die chemischen Strukturen der zum Aufbau der OLEDs verwendeten Materialien.The materials except for PEDOT are thermally vapor deposited in a vacuum chamber. The emission layer always consists of a matrix material (host) and a dopant (dopant), which is added to the host by co-evaporation. In Examples 3 to 8 listed below, the matrix material used is the compound H1, which is doped with 10% D1 in each case. These OLEDs show green emission. The HTM-1 compound is used as the hole transport material in the HTL-1. NPB is used as the hole transport material in the HTL-2. The cathode is formed by a 1 nm thick LiF layer and a 100 nm thick Al layer deposited on top. Table 1 shows the chemical structures of the materials used to build the OLEDs.
Diese OLEDs werden standardmäßig charakterisiert; hierfür werden die Elektrolumineszenzspektren, die Effizienz (gemessen in cd/A), die Leistungseffizienz (gemessen in Im/W) in Abhängigkeit der Helligkeit, berechnet aus Strom-Spannungs-Helligkeit-Kennlinien (IUL-Kennlinien), und die Lebensdauer bestimmt. Als Lebensdauer wird die Zeit definiert, nach der die Anfangshelligkeit von 25000 cd/m2 auf die Hälfte gesunken ist. Die Einsatzspannung ist definiert als diejenige Spannung, bei der die OLED eine Helligkeit von 1 cd/m2 erreicht.These OLEDs are characterized as standard; For this purpose, the electroluminescence spectra, the efficiency (measured in cd/A), the power efficiency (measured in Im/W) depending on the brightness, calculated from current-voltage-brightness characteristics (IUL characteristics), and the service life are determined. The lifespan is defined as the time after which the initial brightness of 25,000 cd/m 2 has fallen to half. The threshold voltage is defined as the voltage at which the OLED achieves a brightness of 1 cd/m 2 .
In Tabelle 2 sind die Ergebnisse einiger OLEDs (Beispiele 3 bis 8) zusammengefasst. Als Lochinjektionsmaterial werden in der Lochinjektionsschicht (HIL) erfindungsgemäß HIM-1 (Tricyanoheptaazaphenalen, aus Beispiel 1) oder HIM-2 (Hexacyanohexaazatriphenylen, gemäß dem Stand der Technik) verwendet. Verglichen mit dem Stand der Technik zeichnen sich OLEDs, die HIM-1 in der Lochinjektionsschicht enthalten, durch eine verbesserte Effizienz, insbesondere eine verbesserte Leistungseffizienz, und Lebensdauer gegenüber HIM-2 gemäß dem Stand der Technik aus. Die Einsatzspannung und Farbkoordinaten beim erfindungsgemäßen Einsatz von HIM-1 sind sehr ähnlich wie beim Einsatz von HIM-2 gemäß dem Stand der Technik.Table 2 summarizes the results of some OLEDs (Examples 3 to 8). According to the invention, HIM-1 (tricyanoheptaazaphenalene, from Example 1) or HIM-2 (hexacyanohexaazatriphenylene, according to the prior art) are used as hole injection material in the hole injection layer (HIL). Compared to the prior art, OLEDs containing HIM-1 in the hole injection layer are characterized by improved efficiency, in particular improved power efficiency, and service life compared to HIM-2 according to the state of the art. The starting voltage and color coordinates when using HIM-1 according to the invention are very similar to those when using HIM-2 according to the prior art.
Als Elektronentransportmaterial wird in der Elektronentransportschicht (ETL) entweder AlQ3 gemäß dem Stand der Technik oder erfindungsgemäß Triphenylheptaazaphenalen (ETM-1) oder Trimesitylheptaazaphenalen (ETM-2) eingesetzt. Tabelle 1
Claims (15)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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